第61屆--民國110年

最近看到媒體報導，住家火災發生時，因為無法逃生，常造成不可彌補的遺憾。我們猜想，若是校園中，一旦發生火警或地震，處於室內的師生，一瞬間湧向出口時，是否會因為出口前擺置的櫃子或桌子阻隔，導致疏散效率不佳，造成更大的傷亡？ 我們提出一個簡單的室內模型，看看在出口前，若是設有阻隔物，是否有助於人員的分流，進而提高疏散的效率，或者，出口前的阻隔物，反而會形成疏散時的阻礙，延緩逃生的效率？ 實驗發現，出口前若設置單一阻隔物，的確會增加疏散的時間，雖然延緩的時間有限，但對於逃生來說，每一秒鐘都是珍貴的。因此，現實生活中的教室，在出口門前，應該儘量保持淨空，以因應緊急逃生的狀況。

本研究探討手持式紅外線溫度計做為低雲雲底實際高度測量的可能性，並探討其中可能影響紅外線溫度計測量之因素。我們發現：若直接以紅外線溫度計測得之雲底溫度換算高度，其與實際高度相差甚多。我們模擬測量雲底時的情形，探討比雲底高溫之空氣對於紅外線溫度計的影響。對大氣吸收與放射紅外線設計了兩種實驗加以了解。我們認為：當我們使用手持式紅外線溫度計測量雲底溫度時，雲底所發散的紅外線大部分被靠近雲底之大氣吸收，實際測量時雲底溫度高估之結果，應為紅外線溫度計視線範圍內靠近地表之大氣輻射紅外線總量綜合之結果，難以測量到雲底所發散的紅外線。

拇趾外翻在生活中是常見腳部疾病之一。本研究從坊間自我檢測為出發點，成功製作出一個更有效、更快速、精準的拇趾外翻角度自我檢測方式及裝置。 我們構思各階段檢測裝置並進行改良，最後從可變電阻的電阻值轉換成角度為發想，成功利用Arduino量測可變電阻不同電阻時的電位差，轉換成角度，結合足邊測量板，完成可立即顯示外翻角度、警示且具藍芽功能可記錄數據的模組化拇趾外翻檢測器。相較於其他檢測方式有方便、快速、便宜、準確性佳的優點，除可提供大眾自我檢測以達到提前預防的功效，具有數位化功能的檢測器透藍芽模組及專屬APP，可以將檢測數據資訊化並上傳雲端提供給使用者或醫療人員在未來做長期追蹤。

近年重金屬汙染問題日益頻繁，許多重金屬檢測方法問世，但大多繁瑣且成本高昂，發展快速且簡便的檢測方法刻不容緩。本研究利用單寧酸與特定金屬離子反應後有顏色變化的特性搭配比色法，同時探討單寧酸與Fe2+、Au3+、Ag+間的配位關係，並藉其開發出簡易、快速且方便檢測環境水樣中金屬離子(Fe2+、Au3+、Ag+)的方法。優化條件下，本方法針對Fe2+、Au3+、Ag+線性偵測範圍分別為0.67-100 μM，0.75-100μM及0.37-100μM，涵蓋環保署水質監測網的監測標準。且本方法於真實水樣(溫泉水、生態池水)中檢測的添加回收率在85%~120%間，符合分析化學領域要求。可見單寧酸作為化學探針為一可信度高、簡便且可用於實際水樣中的檢測方法。期望能推廣至大學以下機構，定期把關環境水樣。

本實驗為探討造成吹氣與呵氣溫度差異的主要因素。不論是呵氣還是吹氣，氣體同樣由體內排出，但天冷時我們會選擇呵氣在掌心，感受相比吹氣更溫暖。根據前人研究，溫度差主要來自於「氣體絕熱膨脹造成的溫度下降」和「白努利定律造成的氣流捲入」。本研究模擬人類呼吸系統，依照人體生理控制氣流的總量、流速、氣壓差、溫度和濕度。實驗結果顯示，絕熱膨脹效應和氣流捲入效應並非是影響溫度差異最大的原因。在本實驗中，絕熱膨脹混和白努利定律造成的影響，至多使吹氣與呵氣相差0.7℃，再加上水氣造成的效應可使吹氣與呵氣相差1.7℃。因此，我們推論水氣是造成吹氣與呵氣溫差的最主要原因。

本研究探討正三角形衍生圖形與拼板個數的關係。 一、以A和B拼板無縫密鋪由 塊邊長 正三角形組成水平衍生圖形，發現 (一) a是奇數 條件：至少需t個B拼板 最大拼板數：A拼板(at^2-3t)/2個和B拼板t個(2▲1▼) 範圍：A拼板(at^2-3t)/2-3k個和B拼板t+k個(2▲1▼)、k個(1▲2▼) (二) a是偶數 條件：需要偶數個B拼板且兩類型個數相等 最大拼板數：A拼板(at^2)/2個 範圍：A拼板a/2 t^2-3k個和B拼板兩類型各k個 (三) 解的存在性 除a=1_ ,t=1與a=1_ ,t=2外，其餘必有解存在。 二、增加拼板種類 無縫密鋪邊長 正三角形衍生圖形，需 拼板m,n,p,q個， 則2m+3n+4p=at^2或2m+3n+8q=at^2 解的判斷法則 步驟1：找最大拼板的個數範圍 步驟2：根據最大拼板個數切割圖形，將剩餘區域切成可無縫密鋪圖形，最後剩餘不為 或 ，則可無縫密鋪 步驟3：利用n的奇偶性，計算A、B拼板。

為了提升太陽能發電功率，我們設計出能將光熱分離的蓄熱器，裝置包括：一、雙層壓克力板的底層，有效降低太陽傳到太陽能板的熱；二、微傾斜的側邊設計，在木板上黏貼具隔熱且環保的厚紙板；側邊致冷晶片熱端貼上塗黑鋁箔將蓄熱發電；三、利用菲涅爾透鏡當成上蓋，具聚集太陽能量的效果，也能阻擋向上的熱對流，使致冷晶片發電量提升。 實驗中利用四片串聯的致冷晶片，將太陽能板發電時背面產生的廢熱用來發電，能有效降低太陽能板溫度並大量提升太陽能板的發電功率。 我們製作出的漂浮複合式發電裝置，整體發電功率與原先太陽能板相互比較，發電量可達到2.05倍，有效增加綠能發電效率，同時具有節省水資源、環保素材再利用、節省佔地面積等多項優勢。

小時候因為藥苦，想用飲料蓋過，又聽說「藥苦可以配果汁」，但真的可以這麼做嗎？本研究以常見的制酸劑做為實驗反應物，透過與飲品溶解、與模擬胃酸反應後的沉澱量以探討飲品與制酸劑的相互作用關係；此外再以RO水、酸性、鹼性不同性質的飲品，分析制酸劑在不同飲品下對模擬胃酸pH值的變化。 研究發現：傳統飲料冬瓜茶在本實驗中對於中和胃酸有顯著、正向的效果。在與氧化鎂制酸劑搭配下，這個陪伴我們共同成長的台灣特有飲品具有相當好的中和能力！因此，根據我們的結果，多飲用冬瓜茶，不僅能使胃中的pH值提高，也能提醒國人重視這個古老的傳統食品！另外台灣人泡茶文化風行，若是服用固胃好制酸劑則搭配鹼性離子水或綠茶的中和效果也相當不錯。

豆渣是大豆經萃取或壓榨提油後之副產品，由於豆渣內的異黃酮成分具有抗氧化及抗發炎效用，對於治療皮膚發炎性疾病是個相對無害且較不昂貴的選擇。異位性皮膚炎是一種易復發的慢性發炎皮膚疾病，開發有效及副作用少之藥物是目前重要課題。本研究利用液相層析串聯質譜分析豆渣萃取物(ISO-1)內含的異黃酮成分，再利用TNFα/IFNγ刺激人類表皮角質細胞後進行實驗，發現ISO-1比常見異黃酮純成分genistein更能抑制細胞激素上升。並進一步發現ISO-1對異位性皮膚炎致病細胞激素IL-4、IL-13造成的細胞發炎反應及其相關MAPK、JAK-STAT路徑活化具有保護作用，且可有效抑制組織胺誘導癢感相關蛋白TSLP之基因表現。最後以小鼠過敏性癢感行為模式來證實ISO-1可降低因卵白蛋白抗原誘導之小鼠癢感行為。

虹吸鐘裝置常被運用於魚菜共生系統中，本研究將它結合發電模組，發展新型態小型水力發電的雛形，以下是本研究主要的發現：(1)虹吸鐘裝置之循環可概分為注水、排氣、虹吸及注氣四個階段。(2)適當的注水速度、略大的虹吸鐘與虹吸管的間隙以及方向垂直的2公分內徑虹吸管較易產生穩定的虹吸現象。(3)加裝注氣管能有效解決注氣階段無法停止的問題。(4)空氣室高度愈高、虹吸裝置高度愈低、虹吸管愈長可增強虹吸階現象排水沖力。(5)使用5片扇葉以及適度彎曲的水輪有利提升發電效益。(6)使用虹吸鐘產生虹吸現象，可推動較大發電設備，提升發電成效，最後我們建議可以運用虹吸鐘發電於如下圖之降雨或小溝渠等小水源之情境中，增加能源取得方式的多樣性。